模型参考自适应控制在主蒸汽温度控制中的应用.pdf

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1、<电气开关》(2010．No．4)73文章编号：1004—289X(2010)04—0073—03模型参考自适应控制在主蒸汽温度控制中的应用梁鸿飞(南宁市南方电力职业技术学校，广西南宁530031)摘要：火电厂主蒸汽温度具有大迟延、大惯性的特点，且对象特性随负荷变化较大等因素，很难实现稳定和高性能的控制。针对这一特点，提出了基于模型参考自适应控制的控制策略。仿真结果表明，该控制策略比常规的PID—P串级控制具有较好的控制品质。关键词：主蒸汽温度；模型参考自适应控制；梯度法中图分类号：TP273文献标识码：BApplicationofAdaptiveCon

2、trolofModelReferenceinMainSteamTemperationControlofathermalPowerPlantLIANGHongt(NanningSouthernPowerSchoolofVocationalTechnology，Nanning530031，China)Abstract：Thetemperatureofthemainsteamsystemisatipicalcontroloflongtime—delay、longinertiatimeandparam—eter—varying，SOitisdifficultto

3、achieveahigh—qualityeffect．Inordertosolvethecontrolproblem，themodelreferencea—daptivecontrolmethodisappliedtothemainsteamtemperaturecontrolsystem．ThesimulinkresultshowsthatthemodelreferenceadaptivecontrolmethodismoreefectivethanPID—Pmethod．Keywords：mainsteamtemperature；adaptiveco

4、ntrolofmodelreference；MIT的控制方案进行了仿真研究，仿真结果表明这种控制1引言方案的有效性。在火电厂中，主蒸汽温度是表征机组运行工况的2模型参考自适应控制的基本原理重要参数之一，关系着机组运行的安全性和经济性。模型参考自适应控制的典型结构如图1所示。其主蒸汽温度过高，可能使过热器管道和汽轮机高压缸基本原理是：根据被控对象结构和控制要求，设计参考等设备产生高温变形而被损坏；主蒸汽温度过低，会导模型，使其输出表达对输入指令的期望响应，然后通过致机组热效率降低，因此对其要求非常严格，一般要求模型输出与被控对象输出之差来调整控制其参数，使

5、主蒸汽温度基本上维持在额定值附近，与额定值的暂差值趋向于零，也就是使对象输出向模型输出靠近，最时偏差不超过±10~C。目前主要的控制策略有单回路终达到完全一致。PID和串级PID控制。常规PID控制器具有结构简单、易于实现等优点，但火电厂汽温对象呈明显的多容、大迟延、大惯性和参数时变性，且处于负荷、燃烧等多种扰动中，控制难度很大，常规控制方案难以取得好的控制效果uJ。针对这一问题，不少学者和技术人员开展了对主蒸汽温度控制的相关研究。该领域的研究热点是将预测控制、模糊控制、神经网络技术、遗传算法等结合图1模型参考自适应控制系统方框图PID控制应用于主蒸汽温

6、度的控制中，以改善控制质其中，Y为参考模型输出，即期望输出；y为被控量。本文提出将模型参考自适应控制应用于火电厂过对象或过程实际输出，且e=Y一Y；Y为输入。本文热蒸汽温度的控制。在MATLAB环境下，对本文给出要应用的自适应算法是基于MIT律的模型参考自适74<电气开关)(2010．No．4)应控制(MARS)，其简单推导过程如卜：假设被控对象和参考模型的微分方程分别为：警=一口)，+6(1)鲁一+6myr(2)图3基于模型参考自适应控制的汽温控制系统图其中，u是自适应控制器的输出，即控制作用的表1汽温对喷水量扰动的动态特性值。采用参数=和．s。=的控

7、制器。(t)=toy(￡)一Soy(f)(3)便可以达到完全的模型跟踪。为了使准则函数=1e(e代表误差)取得最小值，沿．，的负梯度方向变更参数，最后得到自适应控制器参数的调节方程：誓：一一，_(L4)表2不同负荷时广义被控对象模型及副回路的整定值孕：一一，_(L5))式中，P为微分算子；r是自适应控制器的增益。通过选择合适的增益达到理想的控制效果。3汽温控制系统特性主蒸汽温度对象具有大迟延、大惯性和时变性的特点。过热器管道长度和蒸汽容积较大，当减温水流量发生变化时，过热器出口蒸汽温度的动态特性变化以37％负荷为例，选择的参考模型传递函数是，明显；主蒸汽

8、温度还具有分布参数和扰动多的特点。，自适应增益r=2。在MATLAB／SIMUL